论文部分内容阅读
随着国家对环保要求逐渐提高,有效的燃煤烟气污染物控制技术和固体废弃物资源化利用,已经越来越受到人们的关注。将铜渣与传统固硫剂碳酸钙结合,制成新型碳酸钙/铜渣复合固硫剂;通过对该复合固硫剂进行物理特性、热解性能和热力学计算分析研究,以及对碳酸钙/铜渣复合固硫剂进行固硫实验研究。鉴于此,本论文从分析研究固体废弃物资源化利用角度出发,进行了以下主要研究工作:首先,从物理性能方面对CaCO3/TZ复合固硫剂进行分析研究。结果表明铜渣中主要含有的铁橄榄石(Fe2SiO4)、磁铁矿(Fe3O4)、白云石(CaMg(CO3)2)等。其次,借助于X射线衍射仪,TG-DSC同步热分析仪,比表面积(BET)测量仪,扫描电镜仪等探究铜渣及CaCO3/TZ复合固硫剂的热解性能。结果表明CaCO3/TZ作为复合固硫剂具有很大的可行性。当铜渣添加量为10%、温度为900℃时CaCO3/TZ复合固硫剂最有利于固硫。再次,由于CaCO3/TZ复合固硫剂高温热解后产生MgO、Fe系氧化物、Ca系氧化物、CuO、Al2O3等物质,通过这些物质吸收烟气中SO2各化学反应进行Gibbs自由能计算和化学反应平衡常数K计算。Gibbs自由能计算结果表明:MgO参加的反应中,MgO的作用主要是催化氧化-吸附;铁橄榄石氧化分解后生成的Fe2O3、Fe.O4等铁系氧化物在固硫反应中只有少部分是直接与烟气中SO2反应达到脱除SO2的目的,大部分则是起催化作用间接参与S3O2的脱除;CaO对SO2的吸收,在0～1000℃温度范围内两种方式均自发能进行。CuO、Al2OA对烟气中SO2的吸收过程和分解过程相似。对平衡常数K计算分析可知,随着温度的升高,化学平衡常数都趋于平缓,其值在0左右。最后,将CaCO3/TZ复合固硫剂进行模拟烟气固硫实验,实验结果表明铜渣作为添加剂加入CaCO3中能够提高固硫效率。固硫效率在温度为900℃、添加铜渣量为10%时其固硫效率达到最大。该结论与固硫剂热解性能分析结果相同,同时也与固硫剂热力学分析结论相同,说明了铜渣在固硫过程中既有固硫作用又有催化作用。通过以上对CaCO3/TZ复合固硫剂的分析研究可知,铜渣能够作为钙基固硫剂很好的添加剂。铜渣在固硫过程中既有固硫作用又有催化作用,因此,铜渣的加入可提高固硫效率,降低固硫成本,同时对铜渣进行利用,为铜渣找到一条很好地利用途径。